Question

九龍山位于圣城曲阜的南部，具有豐富的石灰石礦產(chǎn)資源．該石灰石樣品中含有二氧化硅雜質(zhì)（二氧化硅是一種既不溶于水也不與鹽酸反應(yīng)且耐高溫的固體）．陽光中學(xué)的同學(xué)們想測定該樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，他們采取了一塊石灰石樣品，將其敲碎后，稱出6g放入燒杯內(nèi)（燒杯質(zhì)量為20g）．然后加入50g一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的足量稀鹽酸，用玻璃棒攪拌至不再產(chǎn)生氣泡為止．反應(yīng)所需時間（t）和燒杯及其所成盛物質(zhì)總質(zhì)量（m）的關(guān)系如圖所示．請回答：
（1）將石灰石樣品敲打粉碎的主要目的是________；
（2）該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是多少？（保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

解：（1）為避免樣品中碳酸鈣不能完成反應(yīng)，可把樣品粉碎，增大樣品與鹽酸的接觸面積使碳酸鈣更充分反應(yīng)，加快反應(yīng)的速率；
（2）圖中質(zhì)量軸上每個小刻度表示0.2g，所以完全放出氣體后剩余物質(zhì)總質(zhì)量為73.8g；
由質(zhì)量守恒定律，因此放出氣體二氧化碳的質(zhì)量=76g-73.8g=2.2g
設(shè)石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 44
x 2.2g
解得：X=5g
石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)=×100%≈83.3%
故答為：（1）增大石灰石與鹽酸的接觸面積，使碳酸鈣更充分反應(yīng)；加快反應(yīng)速率；（2）該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是83.3%．
分析：根據(jù)反應(yīng)時間曲線可查出碳酸鈣完全反應(yīng)后放出氣體二氧化碳的質(zhì)量，利用生成二氧化碳的質(zhì)量計算出所取樣品中碳酸鈣質(zhì)量，碳酸鈣質(zhì)量與樣品質(zhì)量比即樣品中碳酸的質(zhì)量分數(shù)．
點評：準確判斷圖中刻度值是正確解決本題一個重要細節(jié)，是正確判斷生成二氧化碳質(zhì)量的關(guān)鍵．